package com.tys.algorithm.bak.code2;


import java.util.Arrays;
import java.util.PriorityQueue;

public class Code30_HeapSort {
    //堆排序额外空间复杂度O(1)
    public static void heapSort(int[] arr) {
        //边界检查
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        //相比heapify要耗时
        //O(N*logN)从上往下建大根堆：先从头节点0开始
//        for(int i = 0; i < arr.length; i++){ //O(N)
//            heapInsert(arr, i); //O(logN)
//        }
        //O(N)从下往上建大根堆：先从叶节点建立大根堆
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
            //从上向下移动
            heapify(arr, i, arr.length);
        }
        //堆大小是数组长度
        int heapSize = arr.length;
        //全局最大值放到末尾，头尾交换，堆大小减少1，和堆断开
        swap(arr, 0, --heapSize);
        //循环从下往上调整
        // O(N*logN)
        while (heapSize > 0) { // O(N)
            heapify(arr, 0, heapSize); // O(logN)调整新堆
            //新堆顶最大值与堆尾交换，堆大小减1
            swap(arr, 0, --heapSize); // O(1)
        }
    }

    // arr[index]刚来的数，新加入的数向上移
    public static void heapInsert(int[] arr, int index) {
        //index位置与父节点对比
        while (arr[index] > arr[(index - 1) / 2]) {
            //index位置大于父节点交换
            swap(arr, index, (index - 1) / 2);
            //index移动到父节点
            index = (index - 1) / 2;
        }
    }

    //新加的数向下移动 arr[index]位置的数，能否往下移动、。
    public static void heapify(int[] arr, int index, int heapSize) {

        int left = index * 2 + 1;//左孩子的下标
        //左孩子小于堆最大长度
        while (left < heapSize) {// 下方还有孩子的时候
            // 两个孩子中，谁的值大，把下标给largest
            // 1）只有左孩子，left -> largest
            // 2) 同时有左孩子和右孩子，右孩子的值<= 左孩子的值，left -> largest
            // 3) 同时有左孩子和右孩子并且右孩子的值> 左孩子的值， right -> largest
            //有右孩子并且有孩子>左孩子，largest为右孩子，否则为左孩子
            int largest = left + 1 < heapSize && arr[left + 1] > arr[left] ? left + 1 : left;
            //大孩子和index位置对比，大的给largest
            // 父和较大的孩子之间，谁的值大，把下标给largest
            largest = arr[largest] > arr[index] ? largest : index;
            if (largest == index) { //如果index就是最大的则跳出循环
                break;
            }
            //index不是最大，则与较大的孩子交换
            swap(arr, largest, index);
            //index跳到大孩子位置
            index = largest;
            //左孩子
            left = index * 2 + 1;
        }
    }

    //交换
    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }

    //排序
    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    //随机产生数组
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    //拷贝数组
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    //判断数组是否相等
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        //一个为nul一个不为null返回失败
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        //都是null返回成功
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        //长度不一致返回失败
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        //对比数值
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    //打印数组
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }


    public static void main(String[] args) {
        //优先级队列，默认小根堆
        PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<>();
        heap.add(6);
        heap.add(8);
        heap.add(0);
        heap.add(2);
        heap.add(9);
        heap.add(1);
        //从小到大打印
        while (!heap.isEmpty()) {
            System.out.println(heap.poll());
        }

        //测试堆排序
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            heapSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

        //随机数组排序
        int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
        printArray(arr);
        heapSort(arr);
        printArray(arr);
    }


}
